JP2000312969A - 溶接継手部の外面バタリング工法 - Google Patents
溶接継手部の外面バタリング工法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 溶接継手部の応力腐食割れとその溶接部に対
する超音波探傷特性の低下を防止できる新規な溶接継手
部の外面バタリング工法の提供。 【解決手段】 原子炉圧力容器１のノズル２と配管３と
の溶接継手部Ｒの内側に水を張った後、その溶接継手部
Ｒの外面に磁気攪拌しながら多層に肉盛溶接してバタリ
ングＢを施す。これによって、溶接継手部Ｒの内側が圧
縮応力に移行されて応力腐食割れが防止されると共に、
磁気攪拌することによって組織が微細化されて超音波の
透過率が向上し、その溶接継手部Ｒに対する超音波探傷
特性の低下を効果的に防止できる。
する超音波探傷特性の低下を防止できる新規な溶接継手
部の外面バタリング工法の提供。 【解決手段】 原子炉圧力容器１のノズル２と配管３と
の溶接継手部Ｒの内側に水を張った後、その溶接継手部
Ｒの外面に磁気攪拌しながら多層に肉盛溶接してバタリ
ングＢを施す。これによって、溶接継手部Ｒの内側が圧
縮応力に移行されて応力腐食割れが防止されると共に、
磁気攪拌することによって組織が微細化されて超音波の
透過率が向上し、その溶接継手部Ｒに対する超音波探傷
特性の低下を効果的に防止できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、原子炉圧力容器の
ノズルと配管等との溶接継手部の応力腐食割れを防止す
べくその外面に施されるバタリング工法に関するもので
ある。
ノズルと配管等との溶接継手部の応力腐食割れを防止す
べくその外面に施されるバタリング工法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】一般に、原子炉圧力容器等の極めて高い
安全性が要求される溶接構造物にあっては、溶接施工後
あるいは定期検査期間中において、その溶接部に対して
超音波探傷検査（ＵＴ）等によって溶接欠陥や応力腐食
割れ（ＳＣＣ）等の有無が非破壊検査され、その溶接部
の健全性が確保されるようになっている。
安全性が要求される溶接構造物にあっては、溶接施工後
あるいは定期検査期間中において、その溶接部に対して
超音波探傷検査（ＵＴ）等によって溶接欠陥や応力腐食
割れ（ＳＣＣ）等の有無が非破壊検査され、その溶接部
の健全性が確保されるようになっている。
【０００３】例えば、図３及び図４に示すように、原子
炉圧力容器１には多数のノズル２が一体的に形成され、
これら各ノズル２にそれぞれ対応する配管３が突き合わ
せ溶接されて接続されるようになっているが、このノズ
ル２と配管３を相互に突き合わせて継手溶接する場合、
一般に、このノズル２はＳＦＶＱ１Ａ等の低合金鋼、一
方の配管３はＳＵＳ３０４等のオーステナイト系ステン
レス鋼といった異種材料で形成されているため、先ず、
ノズル２側の突き合わせ面に両材料に対して溶接馴染み
の良いインコネル（Ｉｎｃｏｎｅｌ＃１８２等）等のニ
ッケル基合金又はステンレス鋼を肉盛り溶接した後、適
当な熱処理を施してその溶接継手部の残留応力を除去
し、その両先端に開先を加工し、次に、その開先に同じ
くＩｎｃｏｎｅｌ＃８２等のインコネル又はステンレス
鋼で溶接して繋ぎ合わせた後、その後、この溶接継手部
の外面から超音波探傷検査を実施することでその溶接継
手部の健全性を確認するようになっている。
炉圧力容器１には多数のノズル２が一体的に形成され、
これら各ノズル２にそれぞれ対応する配管３が突き合わ
せ溶接されて接続されるようになっているが、このノズ
ル２と配管３を相互に突き合わせて継手溶接する場合、
一般に、このノズル２はＳＦＶＱ１Ａ等の低合金鋼、一
方の配管３はＳＵＳ３０４等のオーステナイト系ステン
レス鋼といった異種材料で形成されているため、先ず、
ノズル２側の突き合わせ面に両材料に対して溶接馴染み
の良いインコネル（Ｉｎｃｏｎｅｌ＃１８２等）等のニ
ッケル基合金又はステンレス鋼を肉盛り溶接した後、適
当な熱処理を施してその溶接継手部の残留応力を除去
し、その両先端に開先を加工し、次に、その開先に同じ
くＩｎｃｏｎｅｌ＃８２等のインコネル又はステンレス
鋼で溶接して繋ぎ合わせた後、その後、この溶接継手部
の外面から超音波探傷検査を実施することでその溶接継
手部の健全性を確認するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
構造をしたノズル２と配管３との溶接継手部は、その内
側が僅かに引張り応力になっているため、長期間の運転
等によりその内側に応力腐食割れ（ＳＣＣ）が発生する
ことがある。
構造をしたノズル２と配管３との溶接継手部は、その内
側が僅かに引張り応力になっているため、長期間の運転
等によりその内側に応力腐食割れ（ＳＣＣ）が発生する
ことがある。
【０００５】そのため、継手溶接を実施した後に、この
溶接継手部の外面にインコネル等の材料を肉盛り溶接し
てバタリングを施し、その内面を適度な圧縮応力に移行
させることで応力腐食割れの発生を未然に抑制させるこ
とが検討されている。
溶接継手部の外面にインコネル等の材料を肉盛り溶接し
てバタリングを施し、その内面を適度な圧縮応力に移行
させることで応力腐食割れの発生を未然に抑制させるこ
とが検討されている。
【０００６】しかしながら、一般にオーステナイト系ス
テンレス鋼やニッケル基合金の溶接部では、低合金鋼等
の溶接部に比べてデンドライトの柱状晶組織が著しく成
長するため、超音波探傷検査時の音波が乱れてしまい、
その溶接部の健全性を十分に確認できないといった問題
があり、極めて高い安全性が要求される原子炉圧力容器
の実機への適用は困難であった。
テンレス鋼やニッケル基合金の溶接部では、低合金鋼等
の溶接部に比べてデンドライトの柱状晶組織が著しく成
長するため、超音波探傷検査時の音波が乱れてしまい、
その溶接部の健全性を十分に確認できないといった問題
があり、極めて高い安全性が要求される原子炉圧力容器
の実機への適用は困難であった。
【０００７】また、溶接部外面にバタリングを施した場
合にその溶接熱によってその母材（低合金鋼）中に熱影
響部（硬化域）が発生するが、この熱影響部を焼き戻し
て消滅させるにはバタリング終了後に長時間の熱処理を
施さなければならず、外面のバタリングより発生した内
面の圧縮応力が減少するといった問題があった。さら
に、原子炉圧力容器を新規に建設する場合はともかく、
既設の原子炉圧力容器の溶接継手部の外面に新たにバタ
リングを実施する場合には、既にその内部に水が張られ
た状態であるため、バタリング終了後に上記のような熱
処理を効果的に実施することができない場合が多い。
合にその溶接熱によってその母材（低合金鋼）中に熱影
響部（硬化域）が発生するが、この熱影響部を焼き戻し
て消滅させるにはバタリング終了後に長時間の熱処理を
施さなければならず、外面のバタリングより発生した内
面の圧縮応力が減少するといった問題があった。さら
に、原子炉圧力容器を新規に建設する場合はともかく、
既設の原子炉圧力容器の溶接継手部の外面に新たにバタ
リングを実施する場合には、既にその内部に水が張られ
た状態であるため、バタリング終了後に上記のような熱
処理を効果的に実施することができない場合が多い。
【０００８】そこで、本発明はこのような課題を有効に
解決するために案出されたものであり、その主な目的
は、溶接継手部の応力腐食割れとその溶接部に対する超
音波探傷特性の低下を防止できる新規な溶接継手部の外
面バタリング工法を提供するものである。
解決するために案出されたものであり、その主な目的
は、溶接継手部の応力腐食割れとその溶接部に対する超
音波探傷特性の低下を防止できる新規な溶接継手部の外
面バタリング工法を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、原子炉圧力容器のノズルセーフエンドと配
管との溶接継手部の内側に水を張った後、その溶接継手
部の外面に磁気攪拌しながら多層に肉盛溶接するように
したものである。
に本発明は、原子炉圧力容器のノズルセーフエンドと配
管との溶接継手部の内側に水を張った後、その溶接継手
部の外面に磁気攪拌しながら多層に肉盛溶接するように
したものである。
【００１０】このバタリングを施すことによって、溶接
継手部内側を圧縮応力に移行させることができるため、
その部分に発生しやすい応力腐食割れ（ＳＣＣ）を効果
的に防止することができると共に、磁気攪拌しながらバ
タリングすることにより、組織が微細化されるため、バ
タリング溶接部の超音波特性が改善される。
継手部内側を圧縮応力に移行させることができるため、
その部分に発生しやすい応力腐食割れ（ＳＣＣ）を効果
的に防止することができると共に、磁気攪拌しながらバ
タリングすることにより、組織が微細化されるため、バ
タリング溶接部の超音波特性が改善される。
【００１１】また、この原子炉圧力容器のノズルセーフ
エンド及び配管のうち、少なくとも一方の母材が低合金
鋼である場合、バタリングの溶接熱によってその内部に
溶接熱影響による硬化部が発生することがあるが、この
バタリングに際して溶接材料を多層に肉盛溶接するよう
にしたため、その各層の溶接熱によって母材側の溶接熱
影響部が焼き戻されて消滅するといったテンパ効果が得
られることにより、一般に低合金鋼に対して溶接を行っ
た後に必要とされる熱処理も不要となる。
エンド及び配管のうち、少なくとも一方の母材が低合金
鋼である場合、バタリングの溶接熱によってその内部に
溶接熱影響による硬化部が発生することがあるが、この
バタリングに際して溶接材料を多層に肉盛溶接するよう
にしたため、その各層の溶接熱によって母材側の溶接熱
影響部が焼き戻されて消滅するといったテンパ効果が得
られることにより、一般に低合金鋼に対して溶接を行っ
た後に必要とされる熱処理も不要となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】次に、本発明を実施する好適実施
の一形態を添付図面を参照しながら説明する。
の一形態を添付図面を参照しながら説明する。
【００１３】図１に示すように、本発明工法はＳＦＶＱ
１Ａ等の低合金鋼からなるノズル２と、ＳＵＳ３０４等
の耐食性金属からなる配管３との溶接継手部Ｒの外面
に、インコネル＃８２等の溶接材料を多層（４〜６層）
に肉盛溶接して厚さ数ｍｍのバタリングＢを幅数ｃｍ〜
十数ｃｍでその全周に亘って実施すると共に、このバタ
リングＢの各層を肉盛溶接するに際して、磁気攪拌溶接
法によってその溶融プールを磁気攪拌して組織を微細化
しながら溶接するようにしたものである。
１Ａ等の低合金鋼からなるノズル２と、ＳＵＳ３０４等
の耐食性金属からなる配管３との溶接継手部Ｒの外面
に、インコネル＃８２等の溶接材料を多層（４〜６層）
に肉盛溶接して厚さ数ｍｍのバタリングＢを幅数ｃｍ〜
十数ｃｍでその全周に亘って実施すると共に、このバタ
リングＢの各層を肉盛溶接するに際して、磁気攪拌溶接
法によってその溶融プールを磁気攪拌して組織を微細化
しながら溶接するようにしたものである。
【００１４】すなわち、この磁気攪拌溶接法は、例え
ば、肉盛溶接に多用されるＴＩＧ溶接装置の溶接トーチ
に取り付けた磁気コイルに電流を流して溶融プールに垂
直な方向に数百ガウスの磁界を発生させ、溶接電流との
相互作用で起こるローレンツ力によって溶融プールを攪
拌する方法であり、磁界の方向を２〜８Ｈｚの範囲で上
下に交番させ、ローレンツ力の働く方向を回転，逆回転
させて溶融プールの攪拌を促進させることによって溶接
部の組織を微細化させるようにした公知の技術である。
ば、肉盛溶接に多用されるＴＩＧ溶接装置の溶接トーチ
に取り付けた磁気コイルに電流を流して溶融プールに垂
直な方向に数百ガウスの磁界を発生させ、溶接電流との
相互作用で起こるローレンツ力によって溶融プールを攪
拌する方法であり、磁界の方向を２〜８Ｈｚの範囲で上
下に交番させ、ローレンツ力の働く方向を回転，逆回転
させて溶融プールの攪拌を促進させることによって溶接
部の組織を微細化させるようにした公知の技術である。
【００１５】従って、先ず、ノズル２と配管３との溶接
継手部Ｒの外面に、このようなバタリングＢを実施する
ことにより、その溶接継手部Ｒの内側が圧縮応力に移行
されることとなるため、応力腐食割れ等の発生を効果的
に抑制される。次に、磁気攪拌溶接法を使用してバタリ
ングＢを施すことによってそのバタリングＢの部分の組
織が微細化されるため、超音波特性が改善されて超音波
探傷検査による溶接継手部Ｒの健全性を確実に検査する
ことができる上に、溶融プールが常時攪拌されることに
よって溶接欠陥も少なくなり、健全性の高いバタリング
を実施することができる。
継手部Ｒの外面に、このようなバタリングＢを実施する
ことにより、その溶接継手部Ｒの内側が圧縮応力に移行
されることとなるため、応力腐食割れ等の発生を効果的
に抑制される。次に、磁気攪拌溶接法を使用してバタリ
ングＢを施すことによってそのバタリングＢの部分の組
織が微細化されるため、超音波特性が改善されて超音波
探傷検査による溶接継手部Ｒの健全性を確実に検査する
ことができる上に、溶融プールが常時攪拌されることに
よって溶接欠陥も少なくなり、健全性の高いバタリング
を実施することができる。
【００１６】また、この磁気攪拌溶接法による肉盛り溶
接を行った場合、各層の高さは通常の肉盛り溶接時の高
さよりも低くなる傾向があるため、多層に肉盛り溶接を
施しても各層の高さが必要以上に高くなることがなく、
所望の高さのバタリングＢを精度良く実施することがで
きる。
接を行った場合、各層の高さは通常の肉盛り溶接時の高
さよりも低くなる傾向があるため、多層に肉盛り溶接を
施しても各層の高さが必要以上に高くなることがなく、
所望の高さのバタリングＢを精度良く実施することがで
きる。
【００１７】一方、このようなバタリングＢを実施した
場合、母材が低合金鋼からなるノズル２にあっては、図
２（１）に示すように初層を肉盛り溶接した際に、その
溶接熱により母材に熱影響が及びその初層の肉盛り溶接
部の周囲に硬化域が発生することがある。
場合、母材が低合金鋼からなるノズル２にあっては、図
２（１）に示すように初層を肉盛り溶接した際に、その
溶接熱により母材に熱影響が及びその初層の肉盛り溶接
部の周囲に硬化域が発生することがある。
【００１８】しかしながら、本発明工法に係るバタリン
グは、通常の肉盛溶接時の高さよりも低くなる傾向にあ
り、溶接材料を多層に肉盛り溶接するようになっている
ことから、図２（２）〜（４）に示すように、その初層
上に、第２層，第３層，第４層…と順次重ねて肉盛り溶
接することによって各層の溶接熱によってその硬化域が
外側から徐々に焼き戻されて消滅するといったテンパ効
果が得られる常温テンパービード工法も兼ね備えること
ができるため、その溶接熱や肉盛り溶接厚等を適宜最適
に調整することによって、通常の肉盛り溶接を実施した
際に必要とされる熱処理を省略することも可能となる。
グは、通常の肉盛溶接時の高さよりも低くなる傾向にあ
り、溶接材料を多層に肉盛り溶接するようになっている
ことから、図２（２）〜（４）に示すように、その初層
上に、第２層，第３層，第４層…と順次重ねて肉盛り溶
接することによって各層の溶接熱によってその硬化域が
外側から徐々に焼き戻されて消滅するといったテンパ効
果が得られる常温テンパービード工法も兼ね備えること
ができるため、その溶接熱や肉盛り溶接厚等を適宜最適
に調整することによって、通常の肉盛り溶接を実施した
際に必要とされる熱処理を省略することも可能となる。
【００１９】尚、ＳＵＳ３０４等の耐食性金属からなる
配管３の如く、その母材が低合金鋼，炭素鋼以外の材料
からなるものにあっては、溶接熱による硬化域は発生し
難いため、特にこのようなテンパービード工法を意識す
る必要はない。
配管３の如く、その母材が低合金鋼，炭素鋼以外の材料
からなるものにあっては、溶接熱による硬化域は発生し
難いため、特にこのようなテンパービード工法を意識す
る必要はない。
【００２０】
【実施例】以下、上記観点に基づき本発明工法の一実施
例を添付図面を参照しながら詳述する。
例を添付図面を参照しながら詳述する。
【００２１】先ず、図５に示すように、それぞれ長さ３
１３ｍｍ，外径３１８．５ｍｍ，内径２８０．５ｍｍ，
肉厚１９ｍｍのＳＵＳＦ３０４（突合部＃８２）からな
る配管とＳＦＶＱ１Ａ（＃１８２肉盛）からなる配管同
士を突き合わせ溶接して本発明に係る３００Ａ試験体を
形成した。ここで、各母材及び溶接材料はそれぞれ以下
の表１〜表３に示すような化学成分及び機械的特質を有
するものを用いた。
１３ｍｍ，外径３１８．５ｍｍ，内径２８０．５ｍｍ，
肉厚１９ｍｍのＳＵＳＦ３０４（突合部＃８２）からな
る配管とＳＦＶＱ１Ａ（＃１８２肉盛）からなる配管同
士を突き合わせ溶接して本発明に係る３００Ａ試験体を
形成した。ここで、各母材及び溶接材料はそれぞれ以下
の表１〜表３に示すような化学成分及び機械的特質を有
するものを用いた。
【００２２】
【表１】
【００２３】
【表２】
【００２４】
【表３】
【００２５】また、この状態では内面の応力が圧縮にな
っていることから、その後、図６に示すように、その溶
接部内面に６ｍｍ深さの裏はつりを実施し、初期状態で
内面側の応力を引張応力とした。
っていることから、その後、図６に示すように、その溶
接部内面に６ｍｍ深さの裏はつりを実施し、初期状態で
内面側の応力を引張応力とした。
【００２６】次に、この状態で両配管の両端に蓋をし、
内部に静水状態の水を張った後、その溶接部外面に対し
て磁気攪拌溶接による外面バタリングを実施した。
内部に静水状態の水を張った後、その溶接部外面に対し
て磁気攪拌溶接による外面バタリングを実施した。
【００２７】ここで、バタリング幅は溶接中心から両端
に５５ｍｍ以上とし、また、バタリング肉盛り厚さの要
求は３．５ｍｍであるが、常温テンパービード工法も兼
ねていることから積層数は６層とした。また、バタリン
グの溶接材料としては表４に示すような化学成分及び機
械的特質を有する溶接材料を用い、各層は表５に示すよ
うな溶接条件でバタリング溶接を実施した。尚、このよ
うな磁気攪拌溶接による外面バタリングを実施すると同
時に、表６に示すようにＵＴ比較用として他の３００Ａ
試験体に対して通常のバタリング溶接、すなわち磁気攪
拌を行わない通常のバタリング溶接を施した。
に５５ｍｍ以上とし、また、バタリング肉盛り厚さの要
求は３．５ｍｍであるが、常温テンパービード工法も兼
ねていることから積層数は６層とした。また、バタリン
グの溶接材料としては表４に示すような化学成分及び機
械的特質を有する溶接材料を用い、各層は表５に示すよ
うな溶接条件でバタリング溶接を実施した。尚、このよ
うな磁気攪拌溶接による外面バタリングを実施すると同
時に、表６に示すようにＵＴ比較用として他の３００Ａ
試験体に対して通常のバタリング溶接、すなわち磁気攪
拌を行わない通常のバタリング溶接を施した。
【００２８】
【表４】
【００２９】
【表５】
【００３０】
【表６】
【００３１】そして、このようにして得られた３００Ａ
試験体に対してそれぞれ以下に示すような（１）外観観
察（ＰＴを含む）、（２）残留応力測定、（３）ＵＴ特
性調査及び（４）硬さ試験を実施した。
試験体に対してそれぞれ以下に示すような（１）外観観
察（ＰＴを含む）、（２）残留応力測定、（３）ＵＴ特
性調査及び（４）硬さ試験を実施した。
【００３２】（１）外観観察結果 本発明に係る３００Ａ試験体に対して目視による外観観
察を行った結果、良好なバタリング形状であり、また、
ＰＴも無欠陥であった。
察を行った結果、良好なバタリング形状であり、また、
ＰＴも無欠陥であった。
【００３３】（２）残留応力測定結果 図８は本発明に係る３００Ａ試験体の残留応力測定結果
を示したものである。同図からもわかるように、外面バ
タリング内面は、裏はつりをして強い引っ張り応力を加
えたにも係わらず、バタリングを施すことにより、十分
に圧縮側へと移行していた。そして、静水状態において
十分に応力が改善することが確認された。尚、溶接のス
タート／ストップを行った０°方位でも、上進で溶接さ
れた２７０°側と遜色なく十分な応力圧縮となってい
た。このことから、溶接のスタート／ストップ位置にお
いても外面バタリングにより十分に圧縮応力に移行する
ことが確認された。
を示したものである。同図からもわかるように、外面バ
タリング内面は、裏はつりをして強い引っ張り応力を加
えたにも係わらず、バタリングを施すことにより、十分
に圧縮側へと移行していた。そして、静水状態において
十分に応力が改善することが確認された。尚、溶接のス
タート／ストップを行った０°方位でも、上進で溶接さ
れた２７０°側と遜色なく十分な応力圧縮となってい
た。このことから、溶接のスタート／ストップ位置にお
いても外面バタリングにより十分に圧縮応力に移行する
ことが確認された。
【００３４】（３）ＵＴ特性調査結果 ＵＴ特性調査として、本発明に係る３００Ａ試験体と上
記ＵＴ比較用の３００Ａ試験体に対してそれぞれ４方位
の肉盛り部に対して超音波透過特性を計測した。ここ
で、超音波透過率は、２００ｍｍｔのＳＵＳ３０４の透
過率（エコー高さ）を１００％に設定し、肉盛部での透
過率（エコー高さ）を計測し、その結果を図９に示し
た。
記ＵＴ比較用の３００Ａ試験体に対してそれぞれ４方位
の肉盛り部に対して超音波透過特性を計測した。ここ
で、超音波透過率は、２００ｍｍｔのＳＵＳ３０４の透
過率（エコー高さ）を１００％に設定し、肉盛部での透
過率（エコー高さ）を計測し、その結果を図９に示し
た。
【００３５】この結果、上進（２７０°）及び下向き
（０°）では、通常溶接に比べてＵＴ特性に大幅な改善
が得られた。尚、下進溶接となる９０°、上向き溶接と
なる１８０°では、通常溶接に比較すると改善はみられ
るが、母材に比べると約半分に透過率が低下しており、
磁気攪拌により十分な改善が得られていないことが考え
られる。しかしながら、下向き及び上進では十分なＵＴ
特性の改善が得られることが実証されたことから、若干
の磁気条件の変更や溶接条件の変更、例えば、可能であ
れば母材側を回転させながら溶接する等の工法を用いれ
ば、下進及び上向きの部位でも十分な磁気攪拌効果が得
られると考えられる。
（０°）では、通常溶接に比べてＵＴ特性に大幅な改善
が得られた。尚、下進溶接となる９０°、上向き溶接と
なる１８０°では、通常溶接に比較すると改善はみられ
るが、母材に比べると約半分に透過率が低下しており、
磁気攪拌により十分な改善が得られていないことが考え
られる。しかしながら、下向き及び上進では十分なＵＴ
特性の改善が得られることが実証されたことから、若干
の磁気条件の変更や溶接条件の変更、例えば、可能であ
れば母材側を回転させながら溶接する等の工法を用いれ
ば、下進及び上向きの部位でも十分な磁気攪拌効果が得
られると考えられる。
【００３６】（４）硬さ試験結果 一般に、省令８１号では、低合金鋼へ外面バタリングを
施した後は、熱処理が要求されるが、本発明に係る外面
バタリングは内部に水を張ることによって応力改善を図
る工法であるため、熱処理は不可能である。従って、本
発明工法は、低合金鋼に対してはテンパービード工法と
なるため、この工法によるテンパ効果が実際に得られて
いるかどうかを確認するために低合金鋼熱影響部の硬さ
試験を実施した。尚、この硬さ試験は、９．８Ｎのビッ
カース硬さとした。
施した後は、熱処理が要求されるが、本発明に係る外面
バタリングは内部に水を張ることによって応力改善を図
る工法であるため、熱処理は不可能である。従って、本
発明工法は、低合金鋼に対してはテンパービード工法と
なるため、この工法によるテンパ効果が実際に得られて
いるかどうかを確認するために低合金鋼熱影響部の硬さ
試験を実施した。尚、この硬さ試験は、９．８Ｎのビッ
カース硬さとした。
【００３７】この結果、図７及び図１０〜図１３に示す
ように、その硬さはいずれの計測点においてもＨｖ３５
０を下回っており、内面水張りの状態でも十分なテンパ
効果が得られていることが確認された。
ように、その硬さはいずれの計測点においてもＨｖ３５
０を下回っており、内面水張りの状態でも十分なテンパ
効果が得られていることが確認された。
【００３８】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、以下に示
すような優れた効果を得ることができる。
すような優れた効果を得ることができる。
【００３９】（１）溶接継手部外面にバタリングを施す
ことにより、溶接継手部内面を圧縮応力に移行すること
ができるため、その部分の応力腐食割れの発生を未然に
抑制することができる。
ことにより、溶接継手部内面を圧縮応力に移行すること
ができるため、その部分の応力腐食割れの発生を未然に
抑制することができる。
【００４０】（２）磁気攪拌溶接によってバタリングを
施すことにより、溶接部の組織が微細化されてＵＴ特性
が向上するため、超音波による溶接継手部の健全性を正
確に検査することができる。
施すことにより、溶接部の組織が微細化されてＵＴ特性
が向上するため、超音波による溶接継手部の健全性を正
確に検査することができる。
【００４１】（３）溶接継手部外面に多層に亘って肉盛
り溶接してバタリングを実施することにより、硬化域を
徐々に消滅させるといったテンパービート効果も得るこ
とができるため、母材が低合金鋼等の熱影響により硬化
が発生しやすい母材を用いた場合であってもバタリング
施工後の熱処理が不要となり、施工性も向上する。
り溶接してバタリングを実施することにより、硬化域を
徐々に消滅させるといったテンパービート効果も得るこ
とができるため、母材が低合金鋼等の熱影響により硬化
が発生しやすい母材を用いた場合であってもバタリング
施工後の熱処理が不要となり、施工性も向上する。
【図１】本発明工法の実施の一形態を示す溶接継手部の
拡大断面図である。
拡大断面図である。
【図２】図１中Ａ部の部分拡大図であり、テンパービー
ト工法による焼き戻し効果を示す概念図である。
ト工法による焼き戻し効果を示す概念図である。
【図３】（１）は、従来の原子炉圧力容器のノズルと配
管との溶接継手部を示す部分図である。（２）は、図３
（１）中、Ａ部を示す部分拡大断面図である。
管との溶接継手部を示す部分図である。（２）は、図３
（１）中、Ａ部を示す部分拡大断面図である。
【図４】図３（２）中、Ａ部を示す部分拡大断面図であ
る。
る。
【図５】本発明工法の実施例に係る３００Ａ試験体の溶
接継手部を示す部分拡大断面図である。
接継手部を示す部分拡大断面図である。
【図６】図５に示す３００Ａ試験体の溶接継手部の内側
に裏はつりを施した状態を示す部分拡大断面図である。
に裏はつりを施した状態を示す部分拡大断面図である。
【図７】本発明工法の実施例に係る硬さ試験結果を示す
表図である。
表図である。
【図８】本発明工法の実施例に係る残留応力計測方法及
び結果を示すグラフ図である。
び結果を示すグラフ図である。
【図９】本発明工法の実施例に係る肉盛り部の超音波特
性の調査結果（超音波透過率の比較）を示すグラフ図で
ある。
性の調査結果（超音波透過率の比較）を示すグラフ図で
ある。
【図１０】磁気攪拌による外面バタリング効果確認試験
（低合金鋼熱影響部の硬さ試験結果：０°断面，下向き
溶接）を示すグラフ図である。
（低合金鋼熱影響部の硬さ試験結果：０°断面，下向き
溶接）を示すグラフ図である。
【図１１】磁気攪拌による外面バタリング効果確認試験
（低合金鋼熱影響部の硬さ試験結果：９０°断面，下進
溶接）を示すグラフ図である。
（低合金鋼熱影響部の硬さ試験結果：９０°断面，下進
溶接）を示すグラフ図である。
【図１２】磁気攪拌による外面バタリング効果確認試験
（低合金鋼熱影響部の硬さ試験結果：１８０°断面，上
向き溶接）を示すグラフ図である。
（低合金鋼熱影響部の硬さ試験結果：１８０°断面，上
向き溶接）を示すグラフ図である。
【図１３】磁気攪拌による外面バタリング効果確認試験
（低合金鋼熱影響部の硬さ試験結果：２７０°断面，上
進溶接）を示すグラフ図である。
（低合金鋼熱影響部の硬さ試験結果：２７０°断面，上
進溶接）を示すグラフ図である。
１ 原子炉圧力容器 ２ ノズル ３ 配管 Ｂ バタリング Ｒ 溶接継手部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２３Ｋ 9/08 Ｂ２３Ｋ 9/08 Ｂ Ｚ 9/23 9/23 Ｂ Ｃ Ｈ 31/00 31/00 Ｂ Ｇ２１Ｃ 19/02 Ｇ２１Ｃ 19/02 Ｙ Ｇ２１Ｄ 1/00 Ｇ２１Ｄ 1/00 Ｘ // Ｂ２３Ｋ 101:12 Ｆターム(参考） 4E001 AA03 BB07 CA02 CA03 CC04 DA06 DG04 4E081 AA08 BA03 BA05 BA27 CA11 DA11 DA23 DA35 DA67 DA79 YM01 YQ01 YX02 YX05 4E082 AA08 HA03 JA01 JA02 JA04
Claims (4)
- 【請求項１】 原子炉圧力容器のノズルと配管との溶接
継手部の内側に水を張った後、その溶接継手部の外面に
磁気攪拌しながら多層に肉盛溶接してバタリングを施
し、継手内面を圧縮応力にするようにしたことを特徴と
する溶接継手部の外面バタリング工法。 - 【請求項２】 原子炉圧力容器のノズルと配管との溶接
継手部の内側に水を張った後、その溶接継手部の外面に
磁気攪拌しながら多層に肉盛溶接してバタリングを施す
と共に、その各層の溶接熱によって母材側の溶接熱影響
部を焼き戻して消滅させるようにしたことを特徴とする
溶接継手部の外面バタリング工法。 - 【請求項３】 原子炉圧力容器のノズルと配管のうち、
少なくとも一方が肉盛溶接時の溶接熱の影響によって母
材が硬化する金属材料からなることを特徴とする請求項
２に記載の溶接継手部の外面バタリング工法。 - 【請求項４】 上記原子炉圧力容器のノズルが主に低合
金鋼から形成され、上記配管がステンレス鋼，ニッケル
基合金又は炭素鋼から形成されていることを特徴とする
請求項１〜３のいずれかに記載の溶接継手部の外面バタ
リング工法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11124793A JP2000312969A (ja) | 1999-04-30 | 1999-04-30 | 溶接継手部の外面バタリング工法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11124793A JP2000312969A (ja) | 1999-04-30 | 1999-04-30 | 溶接継手部の外面バタリング工法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000312969A true JP2000312969A (ja) | 2000-11-14 |
Family
ID=14894271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11124793A Pending JP2000312969A (ja) | 1999-04-30 | 1999-04-30 | 溶接継手部の外面バタリング工法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000312969A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008055461A (ja) * | 2006-08-31 | 2008-03-13 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | 原子力発電プラント構造材の溶接方法 |
| JP2010234419A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Ihi Corp | 異材継手構造及びその製造方法 |
| US8322592B2 (en) | 2008-12-18 | 2012-12-04 | Japan Atomic Energy Agency | Austenitic welding material, and preventive maintenance method for stress corrosion cracking and preventive maintenance method for intergranular corrosion, using same |
| JP2013146753A (ja) * | 2012-01-18 | 2013-08-01 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 溶接方法 |
| CN108655604A (zh) * | 2018-06-22 | 2018-10-16 | 中核核电运行管理有限公司 | 一种重水堆主管道支管接头堆焊修补结构 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS5373441A (en) * | 1976-10-20 | 1978-06-29 | Gen Electric | Method of adjusting pipe welding |
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| JPS62101393A (ja) * | 1985-10-28 | 1987-05-11 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 炭素鋼材等の溶接補修方法 |
| JPS63227724A (ja) * | 1987-03-14 | 1988-09-22 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | ステンレス鋼管等の残留応力改善方法 |
| JPH0327878A (ja) * | 1989-06-22 | 1991-02-06 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 磁気攪拌溶接方法 |
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-
1999
- 1999-04-30 JP JP11124793A patent/JP2000312969A/ja active Pending
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